如圖1所示，質(zhì)量為M的足夠長(zhǎng)木板置于光滑水平地面上，一質(zhì)量為m的木塊以水平初速度滑上長(zhǎng)木板，已知木塊與木板之間的摩擦因數(shù)為，求：

（1）m的最終速度；

（2）m與M相對(duì)滑動(dòng)產(chǎn)生的焦耳熱Q；

（3）m在M上相對(duì)滑動(dòng)的距離L。


【解析】

m與M之間速度不同，必然存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在相互的摩擦力作用下m減速而M加速，當(dāng)兩者速度相同時(shí)無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)達(dá)共速，所以m的最終速度即為兩者的共同速度。對(duì)m、M整體分析知，系統(tǒng)所受合外力為零，動(dòng)量守恒，既然兩者出現(xiàn)共速，動(dòng)能必然要減少，從能量守恒的角度看，減少的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能產(chǎn)生焦耳熱。產(chǎn)生的熱就其原因看是由于兩者的相互摩擦，所以可以利用摩擦力產(chǎn)生熱的特點(diǎn)即得解。

（1）對(duì)m、M組成系統(tǒng)受力分析知，其合外力為零，由動(dòng)量守恒得

                                           

           ∴                                    

    （2）對(duì)系統(tǒng)由能量守恒得產(chǎn)生焦耳熱

                                   

             ∴  由、解得                  

    （3）由滑動(dòng)摩擦力生熱特點(diǎn)得

                                        

         ∴   解得                        


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


11．某同學(xué)在做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，從打下的若干紙帶中選出了如下圖所示的一條紙帶，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用電源頻率為50Hz，每?jī)蓚�(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出，則紙帶上相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為       s。如果用S1、S2、S3、S4、S5、S6來(lái)表示從O點(diǎn)開(kāi)始各相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，用T表示兩相鄰記數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔，則該勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度的表達(dá)式為a=               （用符號(hào)寫(xiě)出表達(dá)式，不要求計(jì)算）。打F點(diǎn)時(shí)物體的速度大小為vF=        m/s。（答案均要求保留3位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示，一直導(dǎo)體棒質(zhì)量為m、長(zhǎng)為l、電阻為r，其兩端放在位于水平面內(nèi)間距也為l的光滑平行導(dǎo)軌上，并與之密接；棒左側(cè)兩導(dǎo)軌之間連接一可控制的負(fù)載電阻（圖中未畫(huà)出）；導(dǎo)軌置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面。開(kāi)始時(shí)，給導(dǎo)體棒一個(gè)平行于導(dǎo)軌的初速度v0。在棒的運(yùn)動(dòng)速度由v0減小至v1的過(guò)程中，通過(guò)控制負(fù)載電阻的阻值使棒中的電流強(qiáng)度I保持恒定。導(dǎo)棒一直在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)。不計(jì)導(dǎo)軌電阻，求此過(guò)程中導(dǎo)體棒上感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值和負(fù)載電阻上消耗的平均功率。             

 

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


在質(zhì)量為M的小車(chē)中掛著一個(gè)單擺，擺球的質(zhì)量為m0，小車(chē)(和單擺)以恒定的速度u沿光滑的水平面運(yùn)動(dòng)，與位于正對(duì)面的質(zhì)量為m的靜止木塊發(fā)生碰撞，碰撞時(shí)間極短，在此碰撞過(guò)程中，下列哪些說(shuō)法是可能發(fā)生的

　　A．小車(chē)、木塊、擺球的速度都發(fā)生變化，分別變?yōu)関1、v2、v3，滿足：（M+m0）u=Mv1+mv2+mov3

　　B．?dāng)[球的速度不變，小車(chē)和木塊的速度變?yōu)関1和v2，滿足：Mu=Mv1+mv2

　　C．?dāng)[球的速度不變，小車(chē)和木塊的速度都變?yōu)関，滿足：Mu=（M+m）v

　　D．小車(chē)和擺球的速度都變?yōu)関1，木塊的速度為v2，滿足：（M+m0）u=（M+m0）v1+mv2

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示，一塊足夠長(zhǎng)的木板，放在光滑水平面上，在木板上自左向右并非放有序號(hào)是1，2，3，…，n的物體，所有物塊的質(zhì)量均為m，與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)都相同，開(kāi)始時(shí)，木板靜止不動(dòng)，第1，2，3，…n號(hào)物塊的初速度分別是v，2 v，3 v，…nv，方向都向右，木板的質(zhì)量與所有物塊的總質(zhì)量相等 ,最終所有物塊與木板以共同速度勻速運(yùn)動(dòng)。設(shè)物塊之間均無(wú)相互碰撞，木板足夠長(zhǎng)。試求：

（1）所有物塊與木板一起勻速運(yùn)動(dòng)的速度v；

（2）第1號(hào)物塊與木板剛好相對(duì)靜止時(shí)的速度v；

（3）通過(guò)分析與計(jì)算說(shuō)明第k號(hào)（k＜n＝物塊的最小速度v

 


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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


硅光電池是利用光電效應(yīng)原理制成的器件。下列表述正確的是

A．硅光電池是把光能轉(zhuǎn)變為電能的一種裝置

B．硅光電池中吸收了光子能量的電子都能逸出

C．逸出的光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率無(wú)關(guān)

D．任意頻率的光照射到硅光電池上都能產(chǎn)生光電效應(yīng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


一半徑為R的1/4球體放置在水平面上，球體由折射率為的透明材料制成�，F(xiàn)有一束位于過(guò)球心O的豎直平面內(nèi)的光線，平行于桌面射到球體表面上，折射入球體后再?gòu)呢Q直表面射出，如圖所示。已知入射光線與桌面的距離為。求出射角。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示是一種懸球式加速度儀，它可以用來(lái)測(cè)定沿水平軌道運(yùn)動(dòng)的列車(chē)的加速度，m是一個(gè)金屬球，它系在金屬絲的下端，金屬絲的上端懸掛在O點(diǎn)，AB是一根長(zhǎng)為l的電阻絲，其阻值為R。金屬絲與電阻絲接觸良好，摩擦不計(jì)，電阻絲的中點(diǎn)C焊接一根導(dǎo)線。從O點(diǎn)引出一根導(dǎo)線，兩線之間

接入一個(gè)電壓表V（金屬絲和導(dǎo)線電阻不計(jì)），圖中虛

線OC與AB相垂直，且OC=h，電阻絲AB接在電壓

為U的直流穩(wěn)壓電源上，整個(gè)裝置固定在列車(chē)中使A

B沿著車(chē)前進(jìn)的方向，列車(chē)靜止時(shí)金屬絲呈豎直方向，               

從電壓表的讀數(shù)變化可以測(cè)出加速度的大小。

   （1）當(dāng)列車(chē)向右做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，試寫(xiě)出加速度a與電壓表讀數(shù)U的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以便重新刻制電壓表表面使它成為直讀加速度數(shù)值的加速度計(jì)。

   （2）為什么C點(diǎn)設(shè)置在電阻絲AB的中間？對(duì)電壓表的選擇應(yīng)有什么特殊要求？                                         

                                                     

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


 “探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。

（1）在平衡小車(chē)與桌面之間摩擦力的過(guò)程中，打出了一條紙袋如圖乙所示。計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s.從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離。該小車(chē)的加速度a=______m/s2.（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

（2）平衡摩擦力后，將5個(gè)相同的砝碼都放在小車(chē)上.掛上砝碼盤(pán)，然后每次從小車(chē)上取一個(gè)砝碼添加到砝碼盤(pán)中，測(cè)量小車(chē)的加速度。小車(chē)的加速度a與砝碼盤(pán)中砝碼總重力F的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

砝碼盤(pán)中砝碼總重力F(N)

0.196

0.392

0.588

0.784

0.980

加速度a（m·s-2）

0.69

1.18

1.66

2.18

2.70

請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出a-F的關(guān)系圖像.

（3）根據(jù)提供的試驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的-F圖線不通過(guò)原點(diǎn)，請(qǐng)說(shuō)明主要原因。

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